资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 高中通用技术 年级 高二年级 学期 春季
课题 计算机辅助设计
教学目标
1. 通过对计算机辅助设计案例的阅读，归纳计算机辅助设计的特点和应用范围。 2. 使用简易绘图软件绘制三维设计图。
教学内容
教学重点： 1. 感知计算机辅助设计的特点及应用。
2. 应用计算机辅助设计软件绘制设计图。
教学难点： 1.计算机绘图软件的基本指令。
2. 运用计算机绘图软件绘制台灯的设计草图。
教学过程
一、创设情境，激发兴趣 在前面的课程中，同学们尝试绘制了台灯的设计草图。有的小组绘制得很快，但是结构形状、尺寸标注等都很粗糙，很不精确;有的小组绘制得很慢，但图纸既美观又准确;还有的小组中有“计算机达人”，利用软件又快又准确地绘制了台灯的加工图样，赢得了大家羡慕的目光。通过计算机辅助设计，大家的绘图效率和质量有了大大的提高，今天这堂课我们就来探究一下计算机辅助设计的奥秘。 二、任务（一）感知计算机辅助设计的特点及应用 1.计算机辅助设计，是利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作的手段，简称CAD。在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员承担计算、信息存储和制图等工作。利用计算机进行辅助设计，能让设计者在短时间内准确地表达设计意图，提高工作效率，降低劳动强度，让设计者把主要精力集中在设计构思上，而且设计软件瓦通、设计资料共享，更有利于设计灵感的激发。 2.计算机辅助绘图是计算机辅助设计最基本和最重要的功能，已经深入各个设计领域。 提问：同学们可以想想 在自己身边什么地方可以见到计算机辅助绘图的影子呢？ 答：建筑设计会用到计算机辅助制图，服装设计也会用到计算机辅助制图。 从建筑设计、产品设服装设计大炮广告设计等其他场景、从概念草图、工程图、模型的快速成型到产品的最终实现，各个环节内计算机辅助绘图均有不可替代的作用。 那么今天，我们就来尝试利用计算机辅助设计软件来绘制设计图。 三、任务（二）感知计算机辅助设计的特点及应用 常用的CAD软件有：AutoCAD、Solidworks、UG、PRO/E等，今天在课堂上 我们主要学习的软件是solidworks，请同学们点击电脑桌面上的软件图标，启动软件。利用计算机辅助设计软件，我们可以绘制零件的设计图，并将各个零件装配好后，直接导出零件的装配图、工程图。 1.计算机辅助设计的特点： （1）计算机辅助设计之所以可以如此方便快捷，主要是基于她两方面的特点，一是参数化建模参数化建模表现为整个设计过程都是可编辑的。零件体设计，装配体设计，工程图设计之间是相关的，任意视图下的尺寸发生变化，都会双向的传递到所有的视图，这可以保证所有图纸的一致性，不需要对每个视图进行修改。参数化建模的另一个特征在于尺寸驱动，在对结构进行设计时，我们可以直接输入尺寸来绘制图形。如果需要调整图形大小时，我们可以直接调整图形的尺寸。请大家观看演示视频 播放视频：老师在画完了一个直径为100mm，高度为20mm的圆柱后，发现尺寸设计有误，需要调整圆柱的直径与高度。这时我们不需要不需要删除原图重新绘制，只需要在原图上利用智能尺寸进行修改，就能得到新的一个直径为50，高度为10mm的圆柱了 除了圆之外，其他图像的绘制比如椭圆，多边形，直槽口也可以实现尺寸化驱动和参数化建模。这大大提升了绘图的效率 （2）我们再来说说计算机辅助设计的另一个特点：特征建模。特征是一种综合概念,它作为“产品开发过程中各种信息的载体”除了包含零件的几何信息外,还包含了设计制造等过程所需要的一些非几何信息,如材料信息、尺寸、形状公差信息、热处理及表面粗糙度信息和刀具信息等.因此特征包含丰富的工程语义,他是在更高层次上对几何形体上的凹腔、孔、槽等的集成描述.在我们的课程研究范围内，我们主要关注特征反映出的零件的几何信息，以及在设计阶段的具体应用。 2.计算机辅助设计的建模指令 设计阶段基本的建模指令有拉伸类、旋转类、扫描类。通过不同的指令可以实现不同的效果 （1）对于拉伸类，有拉伸基体和切除 两个效果，主要是指平面草图沿草图的法向延伸一定距离，形成实体。 播放视频：利用拉伸类指令，我们可以先在基准面内画一个确定大小的圆，并让圆平面沿着轴线拉伸，形成一个圆柱。同样的，我们可以在圆柱表面再画一个直径稍小的圆，通过圆平面在圆柱内部加工出一个贯穿的孔。 （2）对于旋转类，也有旋转和切除两个效果，主要是指一个平面沿着一条直线旋转一定角度，得到一定实体。 播放视频：利用旋转类指令，我们也可以绘制圆柱 具体方法为在平面内画一个矩形，选择旋转基体，让矩形绕着一条边产生旋转从而得到一个圆柱，同样的我们也可以在圆柱内部加工出一个通孔 （3）第三类是扫描类，主要是指一个平面沿着引导线进行运动，从而得到实体的过程。 播放视频：以圆柱为例，先在圆柱表面绘制好等间距的螺旋线，再在基准面内圆柱面内画一个梯形，选择扫描切除，让选取好的梯形沿着圆柱表面螺旋线曲线运动，可以实现切除的效果，完成螺纹的绘制。 3.绘制台灯模型的设计草图 在了解了solidworks绘图的基本指令后，我们来尝试绘制一下简单的台灯模型草图。首先，我们需要对台灯模型进行设计分析。我们可以把台灯模型拆解为三个部分：灯罩、灯柱、底座。 底座和灯柱都是立柱，所以可以利用拉伸指令完成。灯罩部分是圆台形状，所以我们可以利用旋转指令，完成绘制。请同学们动手尝试，完成台灯模型草图的绘制。 4.观看教师的设计草图绘制视频 同学们也刚刚尝试完成了台灯模型设计草图的绘制，但是现在的设计还只是停留在初级阶段。台灯各个部件的结构设计，整体零件的装配还不完善。需要同学们继续深入研究。下面老师来展示一下老师绘制的台灯模型零件图。 播放视频：老师把设计对象台灯拆成了底座 横杆123和灯罩这几个部分，先分别绘制了底横杆和灯罩的零件图后，选择新建装配图，把多个零件全部组合到一起。 在完成零件图的绘制之后，经过合理装配，我们就能得到一个结构更加完整的台灯模型设计图了。 四、课堂总结 这堂课，我们了解了什么是计算机辅助设计，明白了计算机辅助设计的应用场景和作用，感受了计算机辅助设计的两大特点：参数化建模、特征化建模。同学们还学习了计算机绘图软件的基本指令，并自己尝试利用计算机绘图软件绘制了台灯的设计草图。 五、课后作业 请同学们课后继续研究计算机辅助设计的绘图技巧，完善自己的台灯结构，并完成零件图的设计。在完成零件装配后，导出工程图。
备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。

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